精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

MSP430F149通過I／O口對SHT10的配置操作以及兩者間的數(shù)據(jù)通信，采用模擬串行方式對CC1000芯片進(jìn)行配置操作、設(shè)置無線傳輸模塊的收發(fā)頻率、發(fā)送功率、數(shù)據(jù)速率等參數(shù)，采用中斷方式，對CC1000寫入待發(fā)送的數(shù)據(jù)或讀出接收到的數(shù)據(jù)。
2)光照傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
選用TSL230B作光照強(qiáng)度傳感器，采集農(nóng)田作物的光照情況，硬件原理圖如圖4所示。

MSP430F149通過I／O口對TSL230B進(jìn)行配置操作，通過P1．1讀取芯片的輸出信號(hào)，計(jì)算頻率值，并通過換算，獲得最終的光照值。
3)傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
上電后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化。然后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判斷，若節(jié)點(diǎn)為新節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行申請入網(wǎng)操作。若不為新節(jié)點(diǎn)，則操作傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與上一周期采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若相同則丟棄，直接進(jìn)入下一步，若不同，則記錄該數(shù)據(jù)。若檢測電量周期超時(shí)，則啟動(dòng)ADC模塊進(jìn)行低電量監(jiān)測，若達(dá)到門限值，則標(biāo)記告警數(shù)據(jù)幀。如果當(dāng)前周期內(nèi)，傳感器節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)幀或告警數(shù)據(jù)幀需要發(fā)送，則等待兩個(gè)信標(biāo)幀的時(shí)長接收一幀信標(biāo)幀，然后關(guān)閉無線傳輸模塊進(jìn)入LPM3低功耗狀態(tài)，延時(shí)一段時(shí)間到規(guī)定時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)，完成后再進(jìn)入低功耗狀態(tài)等待下一周期。傳感器節(jié)點(diǎn)主程序流程圖如圖5所示。

4 匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1)匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
選用高性能的ARM處理器LM3S6918設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)，無低功耗要求，該節(jié)點(diǎn)硬件主要有時(shí)鐘模塊、射頻模塊、外部存儲(chǔ)模塊、電源模塊、串口模塊、看門狗及復(fù)位電路、LCD顯示模塊等模塊組成。匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)如圖6所示。

當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳及存儲(chǔ)時(shí)，要記錄當(dāng)前的時(shí)間信息，選用PCF8563作實(shí)時(shí)鐘芯片，MCU通過I2C控制該芯片，由鋰電池為實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供后備電源，采用CN3052A芯片控制鋰電池的充電過程。LM3S6918提供2個(gè)全雙工同步／異步串口，擴(kuò)展成一個(gè)RS232和一個(gè)RS485，分別用于連接顯示設(shè)備和GPRS模塊。